Плавучість - це
закон Архімеда
Давньогрецький вчений Архімед сформулював закон, за яким занурене тіло плаває в рівновазі, коли його вага дорівнює вазі витісненої ним об'єму рідини.
При цьому сила виштовхування, за своєю природою сила тиску, залежить від щільності рідини (ρfluid), а вага (Gravity) від щільності тіла (ρobject). Обидві сили є рівнодійними розподілених навантажень. Зрозуміло, що чим вище щільність рідини, тим менша частина тіла зануриться до рівноваги. Навпаки, чим більше щільність тіла при заданому обсязі, тим більше його маса m. і тим глибше воно зануриться.
При відсутності поверхневого натягу. рівняння рівноваги плаваючого тіла буде виглядати:
де Pobject - вага тіла, g - прискорення вільного падіння, Pim - вага зануреного тіла.
Вважають, що Архімед вивів цей закон, вирішуючи завдання визначення щільності тіла, не вдаючись до обсягів. За легендою, йому було потрібно дізнатися, з золота чи зроблена корона, яка важила стільки ж, скільки золотий злиток. Прямо виміряти обсяг корони він не міг через її складної форми. [1]
Плавучість корабля (судна)
Запас плавучості (показаний світло-зеленим)
запас плавучості
Під плавучість корабля розуміють його здатність залишатися на плаву при заданому навантаженні. Ця здатність характеризується запасом плавучості. який виражається як відсоток обсягу водонепроникних відсіків вище ватерлінії до загального водонепроникному обсягом. Будь-яке порушення непроникності веде до зниження запасу плавучості. Для корабля (судна), у якого корпус водонепроникний по головну палубу:
де Vн - обсяг подпалубних приміщень над ватерлінією, Vo - весь обсяг подпалубних приміщень.
Рівняння рівноваги в цьому випадку має вигляд:
де P - вага судна, γ - щільність води, V - занурений обсяг, і називається основним рівнянням плавучості
З нього випливає:
- при незмінній щільності γ зміна навантаження P супроводжується пропорційним зміною зануреного об'єму V до досягнення нового положення рівноваги. Тобто, при збільшенні навантаження судно «сідає» в воду глибше, при зменшенні спливає вище.
- при незмінному навантаженні P зміна щільності γ супроводжується обернено пропорційним зміною зануреного об'єму V. Так, в прісній воді судно сидить глибше, ніж в солоній.
- зміна обсягу V при інших рівних супроводжується зміною опади. Наприклад, при баластуванні забортної водою або аварійному затопленні відсіків можна вважати, що судно не прийняло вантаж, а зменшило занурений обсяг, і осаду збільшилася - судно сидить глибше. При відкачці води відбувається зворотне.
Фізичний сенс запасу плавучості - це об'єм води, який судно може прийняти (скажімо, при затопленні відсіків), ще залишаючись на плаву. Запас плавучості 50% означає, що водонепроникний обсяг вище ватерлінії дорівнює обсягу нижче неї. Для надводних кораблів характерні запаси 50 ÷ 60% і вище. Вважається, що чим більший запас вдалося отримати при будівництві, тим краще.
нейтральна плавучість
Приклад вантажний марки
Коли обсяг прийнятої води (для надводного корабля) в точності дорівнює запасу плавучості, вважається що плавучість загублена - запас дорівнює 0%. Дійсно, в цей момент корабель занурюється по головну палубу і знаходиться в нестійкому стані, коли будь-який зовнішній вплив може викликати його відхід під воду. А в діях, як правило, не бракує. У теорії цей випадок називається нейтральна плавучість.
негативна плавучість
При прийомі обсягу води більше ніж запас плавучості (або будь-якого вантажу, більшого за вагою) говорять, що судно отримує негативну плавучість. У цьому випадку воно не здатне плавати, а може тільки тонути.
Тому для судна встановлюється обов'язковий запас плавучості, який вона повинна мати в непошкодженому стані для безпечного плавання. Він відповідає повному водотоннажності і маркується ватерлінією і / або вантажний маркою.
гіпотеза прямобортності
Приклад діаграми навантаження, плавучості і опади судна повним водотоннажністю 6000 т
Для визначення впливу змінних вантажів на плавучість користуються допущенням, при якому вважається, що прийом малих (менше 10% водотоннажності) вантажів не змінює площа діючої ватерлінії. Тобто зміна опади вважається так, немов корпус є прямою призмою. Тоді водотоннажність прямо залежить від опади.
Виходячи з цього, визначається фактор зміни опади, зазвичай в т / см:
де S - площа діючої ватерлінії. q означає величину зміни навантаження в тоннах, необхідну для зміни опади на 1 см. При зворотному розрахунку він дозволяє визначити, чи не вийшла з допустимих меж запас плавучості.
Примітки
література
Дивитися що таке "Плавучість" в інших словниках:
Плавучість - (Buoyancy) здатність судна плавати на воді, несучи на собі призначені у зв'язку зі його служби вантажі, маючи при цьому задану осадку носом і кормою (вантажну ватерлінію). Самойлов К. І. Морський словник. М. Л. Державне Військово морське ... ... Морський словник
Плавучість - плавучість, або здатність триматися на водѣ, імѣя задану осадку, є главнѣйш. кач у всякого до бля; за законом Архімеда, для цього необхідно, щоб вѣс' до бля дорівнював вѣсу води Вь об'емѣ підводних. частини по дану ватерлінію, т. е. ... ... Військова енциклопедія
Плавучість - плавучість, спрямоване вгору тиск, який чиниться на предмет середовищем (рідиною або газом), в яку він занурений. Тиск діє на предмет з усіх боків, але знизу воно сильніше, оскільки нижня частина предмета знаходиться на більшій глибині ... Науково-технічний енциклопедичний словник
плавучість - Здатність предмета, питома вага якого менше, ніж у води, триматися на водній поверхні. Syn. сила плавучості ... Словник з географії
плавучість - здатність корабля (судна) плавати в певному положенні, несучи на борту задану кількість вантажів ... Морський біографічний словник
плавучість - 3.10 плавучість: Сили, що діють на частково занурене у воду тіло, т. е. властивість зануреного в рідину тіла залишатися в рівновазі на плаву, не заглиблюючись повністю в воду. Джерело ... Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
Плавучість - судна, здатність судна з вантажем на борту плавати в заданому положенні відносно водної поверхні; одне з найважливіших морехідних якостей (Див. Морехідні якості) судна. Для забезпечення безпеки плавання кожне судно повинне ... ... Велика радянська енциклопедія
Плавучість - Буквально здатність судна плавати на воді; термін цей вживається для вираження ступеня безпеки судна від занурення в воду при отриманні пробоїни. На військових судах за міру П. приймають відношення обсягу захищених (броньованих) частин ... ... Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза і І.А. Ефрона
- Рушниці для підводного полювання Pelengas. Підводне пневматичну рушницю Пеленгас є чудовим вибором початківця і професійного мисливця. Потужність і точність, плюс поліпшена маневреність і легкість проводки під ... Детальніше Купити за 15939 руб
- Компенсатор плавучості. Джессі Рассел. Ця книга буде виготовлена в відповідності з Вашим замовленням за технологією Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Компенсатор плавучості, або BCD (англ. Buoyancy ... Детальніше Купити за 743 руб
- Воблер плаваючий Maria "MC-1 Crank 52 SSR" 52 / AYG. Воблер Maria "MC-1 Crank 52 SSR" -кренк середнього розміру для різних умов лову. Має кращі польотні якості в порівнянні з меншим за розміром Crank 45 SSR і схожу з ним плавучість і ... Детальніше Купити за 508 руб